Phân tích đánh giá tải trọng giới hẹn cọc theo kết quả nén tĩnh và thử động biến dạng lớn PDA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI MINH TRƯƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TẢI TRỌNG GIỚI HẠN CỌC THEO KẾT QUẢ NÉN TĨNH VÀ THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN PDA “ANALYSING AND EVALUATING ULTIMATE CAPCITY USING STATIC LOAD AND PDA RESULT ” Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 60.58.02.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Bùi Trường Sơn Cán chấm nhận xét Cán chấm nhận xét Luận Văn Thạc Sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày… tháng…….năm…… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: BÙI MINH TRƢƠNG MSHV: 1670594 Ngày, tháng, năm sinh: 15/02/1986 Nơi sinh: TRÀ VINH Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã ngành: 60 58 02 11 TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TẢI TRỌNG GIỚI HẠN CỌC THEO KẾT QUẢ NÉN TĨNH VÀ THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN PDA ( Anlysing and evaluating ultimate capcity using static load PDA results) NHIỆM VỤ LUẬN VĂN  Ứng dụng phương pháp thí nghiệm thử động biến dạng lớn phương pháp nén tĩnh xác định sức chịu tải giới hạn cọc  Phân tích đánh giá khả chịu tải cọc theo phương pháp khác từ kết thí nghiệm nén tĩnh  Phân tích so sánh kết từ thí nghiệm nén tĩnh với kết thí nghiệm động biến dạng lớn nhằm rút nhận định mức độ tin cậy thí nghiệm NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: …………… NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ……………… HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS BÙI TRƢỜNG SƠN Tp HCM, ngày tháng 12 năm 2018 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) PGS.TS Bùi Trƣờng Sơn CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) PGS.TS Lê Bá Vinh TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin cảm chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Địa Nền móng nhiệt tình truyền đạt kiến thức q báu quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ học viên hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Bùi Trường Sơn, người giúp đỡ, dẫn tận tình ln quan tâm, động viên tinh thần thời gian học viên thực Luận văn Thầy truyền đạt cho học viên hiểu phương thức tiếp cận giải vấn đề khoa học, hành trang quí học viên gìn giữ cho trình học tập làm việc Cuối cùng, xin cảm ơn Gia đình, Cơ quan bạn bè thân hữu động viên, giúp đỡ học viên thời gian học tập thực Luận văn Học viên Bùi Minh Trương LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS TS Bùi Trường Sơn Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Tác giả Bùi Minh Trương TĨM TẮT PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TẢI TRỌNG GIỚI HẠN CỌC THEO KẾT QUẢ NÉN TĨNH VÀ THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN PDA Kiểm tra sức chịu tải giới hạn cọc trường công tác quan trọng cần thiết sau thi công cọc nhằm xác định xác sức chịu tải giới hạn cọc theo điều kiện thực tế xây dựng cơng trình Thí nghiệm thử động biến dạng lớn cho kết sức chịu tải giới hạn cọc có độ tin cậy cao so với kết nén tĩnh rút ngắn tiến độ thi cơng, tiết kiệm chi phí Ngồi ra, thí nghiệm thử động biến dạng lớn thực trường hợp thí nghiệm nén tĩnh gặp khó khăn địa hình xây dựng cơng trình, tải trọng thí nghiệm q lớn Nội dung luận văn phân tích đánh giá kết tải trọng giới hạn cọc theo kết nén tĩnh thử động biến dạng lớn PDA Kết cho thấy thí nghiệm PDA phù hợp trường hợp khả chịu tải nhỏ không phù hợp trường hợp tải trọng giới hạn lớn 1100 Thí nghiệm nén tĩnh tới giá trị tải trọng gây biến dạng dư đủ lớn sử dụng phương pháp khác tính giá trị tải trọng giới hạn SUMMARY ANLYSING AND EVALUATING ULTIMATE CAPACITY USING STATIC LOAD AND PDA RESULTS Testing the load capacity of piles in the field is important and necessary task after pile construction in order to determine exactly bearing capacity of piles under actual geological conditions of construction site The PDA gives the highly reliable result in load capacity of piles in comparison with result of the static load test and can reduce the construction schedule, also save cost In addition, the PDA can be able to carry out in cases that the load test has difficulty in terrain of construction, or testing load is oversize The main content of the thesis is analysing and evaluating ultimate capacity of using static load and PDA results The results show that PDA are only suitable in case of small and unsuitable in cases of ultimate capacity over 1100 tons Static load test to the load value that cause large enough residual deformation can use different methods that measure the value of ultimate capacity i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ii DANH MỤC BẢNG iv MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Giá trị thực tiễn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài Kết dự kiến đề tài CHƢƠNG CÁC PHƢƠNG PHÁP THÍNGHIỆM ĐÁNH GIÁ, KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI GIỚI HẠN CỌC 1.1 Phƣơng pháp thí nghiệm nén tĩnh 1.1.1 Thiết bị thí nghiệm 1.1.2 Chuẩn bị thí nghiệm 1.1.3 Quy trình gia tải 1.2 Phƣơng pháp thí nghiệm thử động biến dạng lớn (PDA) 11 1.3 Nhận xét chƣơng 14 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN VÀ ĐÁNH GIÁ TẢI TRỌNG GIỚI HẠN TỪ KẾT QUẢ NÉN TĨNH 15 2.1 Mơ hình CAPWAPđánh giá khả chịu tải cọc theo kết thí nghiệm PDA 15 2.1.1 Cơ sở lý thuyết mô hình CAPWAP 15 2.1.2 Mơ hình cọc 15 2.1.3 Mơ hình đất 16 2.1.4 Giải thuật tính tốn mơ hình CAPWAP 22 2.1.5 Xử lý tín hiệu sóng 24 2.2 Các phƣơng pháp đánh giá tải trọng giới hạn từ kết thí nghiệm nén tĩnh 25 ii 2.2.1 Phƣơng pháp Offset Limit 25 2.2.2 Phƣơng pháp Chin-Kondner 26 2.2.3 Phƣơng pháp De Beer 27 2.2.4 Phƣơng pháp Decourt 28 2.2.5 Phƣơng pháp 80% Brinch Hansen 29 2.2.6 Phƣơng pháp 90% Brinch Hansen 31 2.2.7 Phƣơng pháp Mazurkiewicz 31 2.2.8 Phƣơng pháp Fuller Hoy 32 2.2.9 Phƣơng pháp Butler Hoy 33 2.3 Nhận xét chƣơng 33 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG GIỚI HẠN CỦA CỌC THEO KẾT QUẢTHÍ NGHIỆM NÉN TĨNH VÀ THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN … 35 3.1 Chọn lựa liệu phục vụ nghiên cứu phân tích 35 3.2 Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn cọc kết thí nghiệm nén tĩnh chƣa đạt phá hoại 43 3.3 Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn cọc kết thí nghiệm nén tĩnh đạt phá hoại 48 3.4 Kết luận chƣơng 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Gia tải kích thủy lực, sử dụng cọc neo làm hệ phản lực Hình 1.2 Gia tải kích thủy lực, sử dụng dàn chất tải đối trọng làm hệ phản lực Hình 1.3 Gia tải kích thủy lực, dùng dàn chất tải đổi trọng kết hợp cọc neo làm phản lực Hình 1.4 Biểu đồ quan hệ chuyển vị – thời gian 11 Hình 1.5 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị 11 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý thí nghiệm thử động biến dạng lớn 12 Hình 1.7 Bƣớc sóng thu đƣợc từ CAPWAP 13 iii Hình 2.1 Mơ hình cọc Smith mơ hình cọc CAPWAP 16 Hình 2.2 Mơ hình sức kháng đất theo Smith 16 Hình 2.3 Sức kháng tĩnh thân cọc 19 Hình 2.4 Sức kháng tĩnh mũi cọc 20 Hình 2.5 Mơ hình sức kháng đất thành bên mũi Smith mở rộng 22 Hình 2.6 Phân tích tín hiệu sóng phù hợp 24 Hình 2.7 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Offset Limit 25 Hình 2.8 Phƣơng pháp Offset Limit – Đƣờng phá hoại Offset Limit không giao đƣờng cong tải trọng – chuyển vị 26 Hình 2.9 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp ChinKondner…………………………………………………………………………….27 Hình 2.10 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp De Beer 28 Hình 2.11 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Decourt biểu đồ kết thí nghiệm nén tĩnh tƣơng ứng 29 Hình 2.12 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp 80% Brinch Hansen 30 Hình 2.13 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp 90% Brinch Hansen 31 Hình 2.14 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Mazurkiewicz 32 Hình 2.15 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Fuller & Hoy Butler & Hoy 33 Hình 3.1 Kết sức chịu tải cọc P908 từ thí nghiệm PDA 36 Hình 3.2 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc P03) PDA (cọc P908) 37 Hình 3.3 Kết sức chịu tải cọc P925 từ thí nghiệm PDA 37 Hình 3.4 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc P03) PDA (cọc P925) 38 Hình 3.5 Kết sức chịu tải cọc P25 từ thí nghiệm PDA 39 Hình 3.6 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc N022) PDA (cọc P25) 39 Hình 3.7 Kết sức chịu tải cọc G282 từ thí nghiệm PDA 40 -43CA0 0C AN THINH PHAT; Pile: P3; BORED PILE; Blow: (Test: 17-Jun-2009 14:21:) 28-May-2010 IBST/S CAPWAP(R) 2006-2 kN 10000 10000 kN Force Msd Force Cpt Force Msd Velocity Msd 5000 5000 10 ms 80 10 L/c -5000 Load (kN) 325 650 80 975 Pile Top Bottom 1300 0.000 Ru Rs Rb Dy Dx = = = = = 10145.9 8104.3 2041.6 12.5 14.5 kN kN kN mm mm k N /m D is p la c e m e n t (m m ) L/c -5000 3.750 ms 80 60 Shaf t Resistance Distribution 40 20 7.500 kN 325 Pile Force at Ru 650 11.250 975 1300 15.000 CAPWAP(R) 2006-2 Licensed to IBST/S Hình 3.13 Kết sức chịu tải cọc P3 từ thí nghiệm PDA Hình 3.14 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc 05) PDA (cọc P3) 3.2 Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn cọc kết thí nghiệm nén tĩnh chƣa đạt phá hoại Kết thí nghiệm nén tĩnh thử động biến dạng lớn trƣờng hợp phân tích mục cho cọc có tải trọng giới hạn nhỏ, cọc ép Ở đây, tải trọng giới hạn ƣớc lƣợng nhỏ 146,48 (cọc P03) lớn 251,96 (cọc G6) Có thể thấy kết tổng kết từ thí nghiệm PDA cho thấy sau đóng, độ lún dƣ xuất chứng tỏ cọc bị chuyển vị Kết phân tích theo mơ hình CAPWAP -44cho phép thu nhận đƣợc giá trị tải trọng giới hạn Qu trƣờng hợp xem giá trị đáng tin cậy (do lực đóng lớn giá trị Qu gây độ lún dƣ) Ngoài hầu hết kết nén tĩnh (đến giá trị Qu dự tính theo hồ sơ thiết kế) cho thấy ứng xử thơng qua quan hệ Q-S cịn phạm vi đàn hồi Độ lún đầu cọc chƣa đạt đến giá trị 10% D hay đƣờng cong quan hệ Q-S chƣa xuất thay đổi độ dốc độ ngột Kết tổng hợp Hình 3.15, 3.16 3.17 cho thấy số phƣơng pháp biểu đồ xác định Qu không sử dụng đƣợc nhƣ phƣơng pháp Offset Limit, 90% Brinch Hansen nhƣ phƣơng pháp Fuller & Hoy Butler & Hoy Trong phƣơng pháp theo hàm xấp xỉ ngoại suy áp dụng đƣợc cho giá trị Qu dự báo xấp xỉ giá trị Qu nhƣ từ kết PDA Ở cọc P03, phƣơng pháp Mazurkiewicz cho kết phù hợp so với kết từ PDA, phƣơng pháp Chin-Kondner Decourt cho kết Qu lớn Ở đây, kết thí nghiệm PDA cọc P03 cho Qu = 150 kết dự báo theo phƣơng pháp Mazurkiewicz cho kết gần 160 Điều tƣơng tự đƣợc ghi nhận cọc N022, giá trị Qu dự báo theo phƣơng pháp Mazurkiewicz Decourt có giá trị từ 270 – 275 xấp xỉ 240,24 theo kết PDA Cọc G6 cho giá trị Qu theo phƣơng pháp Mazurkiewicz, Decourt ChinKondner từ 204 – 220 nhỏ so với kết PDA 251,96 nhƣng lớn đáng kể so với kết dự báo tải trọng thí nghiệm nén tĩnh lớn 152 Bảng 3.2 Kết phƣơng pháp xác định tải trọng giới hạn cọc P03 STT Tổng hợp Phƣơng pháp Tải trọng thiết kế Tải trọng thí nghiệm Offset Limit Chin-Kondner De Beer Decourt 80% Brinch Hansen Giá trị Sai số so với kết thí nghiệm (%) (T) 130 130 KXĐ 214 KXĐ 363 KXĐ % 0,0 0,0 64,6 179,4 - -458 10 11 90% Brinch Hansen Mazurkiewicz Fuller & Hoy Butler & Hoy KXĐ 160 KXĐ KXĐ 23,1 - Hình 3.15 Biểu đồ kết tải trọng giới hạn Qu cọc P03 từ phƣơng pháp Bảng 3.3 Kết tải trọng giới hạn cọc N022 từ phƣơng pháp STT 10 11 Tổng hợp Phƣơng pháp Tải trọng thiết kế Tải trọng thí nghiệm Offset Limit Chin-Kondner De Beer Decourt 80% Brinch Hansen 90% Brinch Hansen Mazurkiewicz Fuller & Hoy Butler & Hoy Giá trị Sai số so với kết thí nghiệm (%) (T) 182 182 KXĐ 299 111 275 KXĐ KXĐ 270 KXĐ KXĐ % 0,0 0,0 64,5 -38,9 51,1 48,4 - -46- Hình 3.16 Kết tải trọng giới hạn Qu cọc N022 từ phƣơng pháp Bảng 3.4 Kết tải trọng giới hạn cọc G6 từ phƣơng pháp STT 10 11 Tổng hợp Phƣơng pháp Tải trọng thiết kế Tải trọng thí nghiệm Offset Limit Chin-Kondner De Beer Decourt 80% Brinch Hansen 90% Brinch Hansen Mazurkiewicz Fuller & Hoy Butler & Hoy Giá trị Sai số so với kết thí nghiệm (%) (T) 152 152 KXĐ 214 KXĐ 204 177 KXĐ 220 KXĐ KXĐ % 0,0 0,0 40,9 33,9 16,6 44,7 - -47- Hình 3.17 Biểu đồ kết Qu cọc G6 theo phƣơng pháp Từ kết thí nghiệm nén tĩnh cọc P03 kiểm tra đối chứng cho cọc P908 P925, thí nghiệm nén tĩnh cọc N022 kiểm tra đối chứng cho cọc P25, thí nghiệm nén tĩnh cọc G6 kiểm tra đối chứng cho cọc G282 Kết thí nghiệm nén tĩnh cọc có giá trị nhỏ so với thí nghiệm theo phƣơng pháp thử động biến dạng lớn PDA, kết đƣợc thống kê Bảng 3.5 Bảng 3.5 Tỷ lệ chênh lệch kết sức chịu tải cọc BTCT đúc sẵn theo thí nghiệm PDA thí nghiệm nén tĩnh Loại cọc Cọc BTCT đúc sẵn Tên cọc G282 P908 P925 P25 PDA Nén Tĩnh (Tấn) (Tấn) Tỷ lệ chênh lệch (%) 251,96 157,99 146,48 240,24 152 130 130 182 65,76 21,53 12,68 32,00 Độ chênh lệch kết sức chịu tải cực hạn thí nghiệm theo phƣơng pháp thử động biến dạng lớn PDA thí nghiệm nén tĩnh có giá trị trung bình 32,99%, chênh lệch đáng kể Đối với cọc đƣợc hạ phƣơng pháp đóng hay ép, sức chịu tải từ phƣơng pháp nén tĩnh có giá trị nhỏ đáng kể so với kết thu nhận đƣợc từ thí -48nghiệm theo phƣơng pháp thử động biến dạng lớn Thực vậy, hầu hết tải trọng thí nghiệm nén tĩnh đƣợc khống chế đa số trƣờng hợp chƣa đạt đến giá trị cực hạn Trong đó, tải trọng thí nghiệm thử động biến dạng lớn đạt đến giá trị tới hạn cho phép đánh giá khả chịu tải cọc đắn Ngồi ra, thấy kết nén tĩnh cọc trƣờng hầu hết trƣờng hợp cho cọc đóng, ép nêu Bảng 3.5 sở sức chịu tải thiết kế có giá trị nhỏ đáng kể so với kết thử theo phƣơng pháp PDA Thực vậy, nén tĩnh đến tải trọng, đất làm việc giai đoạn đàn hồi nên chƣa đạt đến giá trị sức chịu tải cực hạn Sức chịu tải từ thí nghiệm PDA trƣờng hợp lực đóng búa đủ lớn nhằm huy động toàn sức kháng đất khơng nhƣ bị khống chế nhƣ thí nghiệm nén tĩnh cọc trƣờng 3.3 Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn cọc kết thí nghiệm nén tĩnh đạt phá hoại Nhƣ biết, thí nghiệm nén tĩnh thử động biến dạng lớn (PDA) đƣợc thực đến tải trọng lớn giá trị giới hạn giá trị tải trọng giới hạn thu nhận đƣợc gần nhƣ Ở mục 3.2, kết phân tích có phƣơng pháp sử dụng hàm ngoại suy cho phép dự báo giá trị Qu phù hợp thí nghiệm nén tĩnh chƣa đạt phá hoại Tuy nhiên có trƣờng hợp ngƣợc lại, thí nghiệm PDA có hạn chế giá trị tải trọng thí nghiệm lớn (phụ thuộc trọng lƣợng búa động rơi tự do) Đối với cọc có giá trị tải trọng lớn, việc tạo tải trọng động lớn gây phá hoại vật liệu cọc Để phân tích bổ sung sử dụng số liệu cọc 05 Ở thí nghiệm nén tĩnh đạt phá hoại tải trọng nén đến 1110 Kết phân tích đánh giá giá trị tải trọng giới hạn Qu theo phƣơng pháp thể từ Hình 3.18 đến Hình 3.27 đƣợc tổng hợp Hình 3.28 kết cho thấy giá trị Qu xác định theo phƣơng pháp xấp xỉ dao động chủ yếu phạm vi từ 1020 đến 1177 Ngoài lƣu ý quan hệ tải trọng – độ lún Q-S từ kết thử động biến dạng lớn (PDA) cọc 05 (Hình 3.10) cho thấy sau đóng cọc hầu nhƣ khơng xuất độ lún dƣ Đều thể mức độ chuyển vị đứng đầu cọc cấp tải trọng lớn biến dạng dƣ sau chấm dứt lan truyền sóng động (ở cấp tải 0) -490 200 400 600 800 1000 Q [T] 1200 20 40 60 S [mm] 80 100 Q[T] Hình 3.18 Biểu đồ quan hệ Q-S cọc 05 1200 y = 146,71x - 1809,4 1000 800 600 400 200 y = 146,71x 0 20 40 60 80 100 S [mm] Hình 3.19 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Offset Limit cọc 05 S /Q[mm/T] ,1000 ,08000 ,06000 ,04000 ,02000 y = ,000849645x + ,005371158 ,000 20 40 60 80 100S [mm] 120 Hình 3.20 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Chin-Kondner cọc 05 Q [T] -50- 1200 y = 477,01x0,1912 y = 155,91x0,6104 10 1,0 10,0 100,0 1000,0 S [mm] Q/S [T/mm] Hình 3.21 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp De Beer cọc 05 200 150 y = -,311745116x + 357,946949975 100 50 0 200 400 600 800 1000 1200 Q [T] Hình 3.22 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Decourt cọc 05 Sqrt(S)/Q 0,010 0,008 0,006 y = ,000056363x + ,003796768 R² = ,614310159 0,004 0,002 0,000 20 40 60 80 100 S [mm] Hình 3.23 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp 80% Brinch Hansen cọc 05 Q [T] -51- 1200 1000 800 600 400 200 0 20 40 60 80 100 120 S [mm] Q [T] Hình 3.24 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp 90% Brinch Hansen cọc 05 1400 1200 1000 800 600 400 200 100 S [mm] Hình 3.25 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Mazurkiewicz cọc 05 Q [T] 20 40 60 80 1200 1000 y = 0,1279x + 1100,2 800 y = -0,0302x2 + 5,6031x + 850,43 600 400 200 0 20 40 60 80 100 120 S [mm] Hình 3.26 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Fuller & Hoy cọc 05 Q [T] -52- 1200 1000 y = 0,1279x + 1100,2 800 600 400 y = -0,0302x2 + 5,6031x + 850,43 200 0 20 40 60 80 100 S [mm] Hình 3.27 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Butler & Hoy cọc 05 Qu [T] 1200 1200 1177 1148 1100 1150 1080 1112 1095 1020 1000 800 794 800 600 400 200 Hình 3.28 Biểu đồ kết Qu cọc 05 theo phƣơng pháp Từ kết thí nghiệm nén tĩnh cọc 05 để kiểm tra đối chứng cho cọc TN01, TN02 P3 Kết thí nghiệm nén tĩnh cọc có giá trị xấp xỉ với thí nghiệm theo phƣơng pháp thử động biến dạng lớn PDA, kết đƣợc thống kê Bảng 3.7 -53Bảng Tỷ lệ chênh lệch kết sức chịu tải cọc khoan nhồi theo thí nghiệm PDA thí nghiệm nén tĩnh Loại cọc Tên cọc PDA Nén tĩnh (Tấn) (Tấn) khoan TN01 TN02 1099,30 961,42 1100 1100 nhồi P3 1014,59 1100 Cọc Tỷ lệ chênh lệch (%) 0,25 12,76 7,93 Độ chênh lệch kết sức chịu tải cực hạn theo phƣơng pháp PDA nén tĩnh có giá trị trung bình 6,98%, chênh lệch khơng đáng kể, khẳng định kết sức chịu tải theo phƣơng pháp PDA có độ tin cậy cao hồn tồn phù hợp với kết nén tĩnh đƣợc thực với tải trọng cực hạn Đối với cọc thi công phƣơng pháp khoan nhồi, theo yêu cầu đƣợc nén đến giá trị cực hạn Trong trƣờng hợp này, sức chịu tải xác định theo hai phƣơng pháp có giá trị tƣơng đồng Từ nhận thấy sức chịu tải từ phƣơng pháp thử động biến dạng lớn có độ tin cậy cao, phù hợp với kết nén tĩnh 3.4 Kết luận chƣơng Mơ hình CAPWAP phƣơng pháp thử động biến dạng lớn (PDA) cho kết sức chịu tải giới hạn có độ tin cậy cao, đầu cọc có chuyển vị sau đóng Sức chịu tải từ thí nghiệm nén tĩnh khơng xác tải trọng thí nghiệm bị khống chế nên chƣa đạt đến giá trị cực hạn nhiều trƣờng hợp Đối với cọc có khả chịu tải cao, thí nghiệm PDA thực khơng có kết chƣa gây đƣợc biến dạng dƣ -54KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết tổng hợp, tính tốn phân tích đánh giá tải trọng giới hạn Qu theo kết nén tĩnh thử động biến dạng lớn số cọc có giá trị Qu nhỏ (dƣới 300 tấn) lớn (hơn 1100 tấn) theo phƣơng pháp có, rút số kết luận cho luận văn nhƣ sau: Đối với cọc có giá trị tải trọng giới hạn nhỏ, thí nghiệm PDA cho phép xác định khả chịu tải phù hợp lực đóng gây biến dạng dƣ sau đóng Ở giá trị Qu từ thí nghiệm PDA phù hợp với kết dự báo theo phƣơng pháp Mazurkiewicz, Chin-Kondner Decourt Đối với cọc có tải trọng giới hạn lớn (hơn 1100 tấn), lƣợng búa đóng gây phá hoại vật liệu cọc hay bị giới hạn nên khơng cho phép đánh giá xác khả chịu tải cọc Nhiều kết nén tĩnh cho thấy quan hệ Q-S phạm vi đàn hồi nên không sử dụng đƣợc để dự báo đánh giá tải trọng giới hạn Ngoài ra, tải trọng lớn đƣợc chọn lựa thí nghiệm nhỏ đáng kể so với kết kiểm tra thực tế tƣ PDA cho thấy cọc đƣợc thiết kế dƣ Kết thí nghiệm nén tĩnh đến giá trị gây biến dạng dẻo biến dạng dƣ sau dỡ tải cho phép sử dụng hầu hết phƣơng pháp khác để đánh giá tải trọng giới hạn Trong trƣờng hợp này, giá trị Qu theo phƣơng pháp xấp xỉ đáng tin cậy KIẾN NGHỊ Các kết luận đƣợc rút từ việc phân tích bổ sung trƣờng hợp đặc biệt thí nghiệm nén tĩnh thử động biến dạng lớn nhƣ sau: - Nếu kết thí nghiệm nén tĩnh cọc phạm vi đàn hồi, cần thiết bổ sung tải trọng thí nghiệm để đánh giá đƣợc giá trị tải trọng giới hạn Điều giúp đánh giá lại độ tin cậy hồ sơ thiết kế hay rút ngắn khối lƣợng cọc nến cần thiết - Khơng nên sử dụng thí nghiệm thử động biến dạng lớn cho cọc có tải trọng giới hạn dự tính Qu lớn 1100 nhƣ cọc khoan nhồi hay cọc Barrette động gây nhỏ giá trị Qu hay gây phá hoại vật liệu cọc đóng -55- TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Đạt, Ép thử cọc & Nén tĩnh cọc, Hội khoa học kỹ thuật xây dựng TP.HCM, 1999 [2] Nguyễn Hữu Đẩu, Công nghệ đánh giá chất lượng cọc, Nhà xuất Xây dựng, 2000 [3] Nguyễn Bá Kế, Nguyễn Hữu Đẩu, Chất lượng móng cọc - Quản lý đánh giá, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải, 2000 [4] Cung Nhất Minh, Diệp Vạn Linh, Lƣu Hƣng Lục, Thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc, Nhà xuất Xây dựng, 1999 [5] Vũ Cơng Ngữ, Nguyễn Thái, Móng cọc Phân tích thiết kế, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2004 [6] Võ Phán, Hồng Thế Thao, Phân tích tính tốn móng cọc, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Tp HCM, 2010 [7] Shamsher Prakash, Hari D.Sharma, Móng cọc thực tế xây dựng (Bản dịch), Nhà xuất Xây dựng, 1999 [8] TCVN 205:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế [9] TCXD 286:2003 Đóng ép cọc – Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu [10] TCXD 269:2002 Cọc – Phương pháp thí nghiệm tải trọng ép dọc trục [11] TCXD 205:1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế [12] ASTM D1143-1981 Method of Testing Pile under Static Axial Compressive Load [13] ASTM D4595-89Standard Test Method for High Strain Dynamic Test of Pile [14] Joseph E.Bowles, Foundation analysis and design, The McGraw-Hill Companies, Inc, 1996 [15] Pile Dynamics, Inc, CAPWAP Background Report Version 2006, 2006 [16] Pile Dynamics, Inc, CAPWAP Help Version 2006, 2006 [17] Pile Dynamics, Inc, GRL WEAP Procedures and Models Version 2005, 2005 [18] Pile Dynamics, Inc, PDA-W Manual of Operation Manual Version 2004, 1/2004 [19] Pile Dynamics, Inc, User’s Manual Pile Driving Analyzer model PAX, 11/2008 -56[20] Nguyễn Trƣờng Tiến, Dynamic and static behaviour of driven piles, Chalmers University of Technology, Sweden, 1987 [21] Bùi Trƣờng Sơn, Phạm Cao Huyên Khả chịu tải cọc từ kết thử động biến dạng lớn (PDA) nén tĩnh Tạp chí khoa học Thủy Lợi môi trƣờng Số 34, tháng 9-2011, trang 3-9 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG I- LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Bùi Minh Trương Phái: Nam Ngày tháng năm sinh: 15/02/1986 Nơi sinh: Trà Vinh Địa liên lạc: Số 116, Đường Mậu Thân, Khóm 10, Phường 9, TP Trà Vinh, tỉnh Trà Vinh II- QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Năm 2005-2010: Sinh viên Trường Đại học Cần Thơ Năm 2016 đến nay: Học viên Cao học Trường ĐH Bách khoa TP HCM III- QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC Năm 2010-2016: Cơng tác Cty CP Tư Vấn XDTH Trà Vinh Năm 2016 đến nay: Công tác Công ty TNHH Tư Vấn TKXD Trà Vinh ... đắn giá trị tải trọng giới hạn Đề tài ? ?Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn cọc theo kết nén tĩnh thử động biến dạng lớn PDA? ?? đƣợc lựa chọn cho luận văn nhằm phân tích đánh giá tải trọng giới. .. với cọc có sức chịu tải lớn Để phân tích đánh giá kết kiểm tra khả chịu tải cọc, đề tài ? ?Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn cọc theo kết nén tĩnh thử động biến dạng lớn PDA? ??’ đƣợc chọn lựa kết. .. tải trọng thí nghiệm lớn Nội dung luận văn phân tích đánh giá kết tải trọng giới hạn cọc theo kết nén tĩnh thử động biến dạng lớn PDA Kết cho thấy thí nghiệm PDA phù hợp trường hợp khả chịu tải